CN111239560B - 基于多传感器的局部放电定位方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供的基于多传感器的局部放电定位方法中，首先在局部放电定位前，将电压幅值为u₀的校准方波从带电指示耦合传感器的校准点注入对线路进行校准，然后依次获取各带电指示耦合传感器的响应电压差值，然后获取局部放电时的局放电压差值，将局放电压差值与各带电指示耦合传感器的响应电压差值相比，其中与哪一组的差值正负性相同，判断局部放电就发生在靠近该带电指示耦合传感器位置；本申请基于带电指示耦合传感器的多点校准和测试，利用局部放电脉冲信号通过高压母线传输到各带电指示耦合传感器的衰减特性，对比局部放电发生时与在线校准时的脉冲电压差分值，可以实现配电线路和设备局部放电的准确检测和快速定位。

Description

基于多传感器的局部放电定位方法

技术领域

本申请涉及电气设备和线路状态监测技术领域，尤其涉及一种基于多传感器的局部放电定位方法。

背景技术

局部放电是高压电力设备一个重要的绝缘技术指标，在高压电力设备的性能检测中被广泛应用。近年来，国内外众多研究者及机构通过试验研究、理论分析、物理建模等方法研究了局部放电的产生机理及基本的放电特性，研究结果表明局部放电与外加电压的类型、绝缘介质本身的材料特性、缺陷处的电场分布及放电所产生的空间电荷有着密切的关系。

基于超声波、特高频、暂态地电压局部放电检测技术目前已被普遍应用，如：第一种方法：利用定向天线接收局放设备在局部放电时发出的电磁波，再用信号测量装置显示电磁波的时域信号，用固定杆的中点为固定支点水平旋转固定杆，通过改变得到时间差为零的两个测量点位置，其两位置垂线的交点为局部放电位置；第二种方法：使用超声波检测法对开关柜进行局部放电检测，在开关柜内装设柔性超声传感器以进行局部放电定位；第三种方法：利用获取局部放电源产生的放电信号，根据放电信号建立RSSI指纹图，再根据RSSI指纹图和广义回归神经网络模型得到被测区域中局部放电源的坐标，利用特高频信号结合RSSI指纹技术与广义回归神经网络模型实现局部放电源定位。

但是在上述公开的方法中均未提前对***或线路进行在线校准工作，导致各类传感器所测的电信号存在一定的误差，所得信号结果存在较高的偶然因素。

发明内容

本申请提供了一种基于多传感器的局部放电定位方法，以解决由于未提前校准***而不能准确检测局部放电位置的技术问题。

为了解决上述技术问题，本申请实施例公开了如下技术方案：

本申请提供了一种基于多传感器的局部放电定位方法，包括：

利用电压幅值为u₀的校准方波分别对带电指示耦合传感器校准；

当对带电指示耦合传感器进行校准时，分别获取带电指示耦合传感器的测试点响应电压；

根据所述测试点响应电压分别获取响应电压差值；

当发生局部放电时，在所述带电指示耦合传感器的测试点分别获取局放电压；

根据所述局放电压获取局放电压差值；

判断所述局放电压差值与所述带电指示耦合传感器的响应电压差值的正负性，局部放电发生在与所述局放电压差值正负性相同的带电指示耦合传感器的附近位置。

可选的，所述利用电压幅值为u₀的校准方波分别对带电指示耦合传感器校准，包括：

将电压幅值为u₀的校准方波依次注入第一带电指示耦合传感器的a点、第二带电指示耦合传感器的b点及第三带电指示耦合传感器的c点。

可选的，所述当对带电指示耦合传感器进行校准时，分别获取带电指示耦合传感器的测试点响应电压，包括：

当对第一带电指示耦合传感器的a点进行校准时，分别获取第一带电指示耦合传感器的a点的响应电压u_a1、第二带电指示耦合传感器的b点的响应电压u_b1及第三带电指示耦合传感器的c点的响应电压u_c1；

当对第二带电指示耦合传感器的b点进行校准时，分别获取第一带电指示耦合传感器的a点的响应电压u_a2、第二带电指示耦合传感器的b点的响应电压u_b2及第三带电指示耦合传感器的c点的响应电压u_c2；

当对第三带电指示耦合传感器的c点进行校准时，分别获取第一带电指示耦合传感器的a点的响应电压u_a3、第二带电指示耦合传感器的b点的响应电压u_b3及第三带电指示耦合传感器的c点的响应电压u_c3。

可选的，所述根据所述测试点响应电压分别获取响应电压差值，包括：

当对第一带电指示耦合传感器的a点进行校准时，响应电压差值为：

当对第二带电指示耦合传感器的b点进行校准时，响应电压差值为：

当对第三带电指示耦合传感器的c点进行校准时，响应电压差值为：

可选的，所述当发生局部放电时，在所述带电指示耦合传感器的测试点分别获取局放电压，包括：

当有局部放电发生时，在a、b、c三个局放测试点分别测得电压u_ax、u_bx和u_cx。

可选的，所述根据所述局放电压获取局放电压差值，包括：

所述局放电压差值为：

可选的，所述判断所述局放电压差值与所述带电指示耦合传感器的响应电压差值的正负性，局部放电发生在与所述局放电压差值正负性相同的带电指示耦合传感器的附近位置，包括：

若

与

的结果中正负性相同，则局部放电发生在靠近第一带电指示耦合传感器位置。

可选的，所述判断所述局放电压差值与所述带电指示耦合传感器的响应电压差值的正负性，局部放电发生在与所述局放电压差值正负性相同的带电指示耦合传感器的附近位置，包括：

若

与

的结果中正负性相同，则局部放电发生在靠近第二带电指示耦合传感器位置。

可选的，所述判断所述局放电压差值与所述带电指示耦合传感器的响应电压差值的正负性，局部放电发生在与所述局放电压差值正负性相同的带电指示耦合传感器的附近位置，包括：

若

与

的结果中正负性相同，则局部放电发生在靠近第三带电指示耦合传感器位置。

可选的，所述带电指示耦合传感器的设置个数可以为3但是不限于3；

所述带电指示耦合传感器包括高压电容和检测阻抗，所述高压电容和检测阻抗之间设置有局放校准接口和局放测试接口。

与现有技术相比，本申请的有益效果为：

由上述方案可见，本申请提供的基于多传感器的局部放电定位方法中，首先在局部放电定位前，将电压幅值为u₀的校准方波从带电指示耦合传感器的校准点注入对线路进行校准，然后依次获取各带电指示耦合传感器的响应电压差值，然后获取局部放电时的局放电压差值，将局放电压差值与各带电指示耦合传感器的响应电压差值相比，其中与哪一组的差值正负性相同，判断局部放电就发生在靠近该校准信号注入的带电指示耦合传感器位置；本申请基于带电指示耦合传感器的多点校准和测试，利用局部放电脉冲信号通过高压母线传输到各带电指示耦合传感器的衰减特性，各测试点上会测得大小不同的脉冲电压信号，对比局部放电发生时与在线校准时的脉冲电压差分值，可以实现配电线路和设备局部放电的准确检测和快速定位。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请提供的基于多传感器的局部放电定位方法的流程示意图；

图2为本申请提供的基于多传感器的局部放电定位方法的运用示意图；

图3为本申请提供的基于多传感器的局部放电定位方法的另一种运用示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

参见附图1，图1示出了本发明实施例提供的一种基于多传感器的局部放电定位方法的流程示意图。下面结合附图1对本申请实施例提供的基于多传感器的局部放电定位方法进行说明。

如图1所示，本申请提供的一种基于多传感器的局部放电定位方法，包括：

S110：利用电压幅值为u₀的校准方波分别对带电指示耦合传感器校准。

将校准方波发生器发生的电压幅值为u₀的校准方波依次注入第一带电指示耦合传感器的a点、第二带电指示耦合传感器的b点及第三带电指示耦合传感器的c点，a点、b点及c点参考图2中的位置，图2为本申请提供的基于多传感器的局部放电定位方法的运用示意图。

S120：当对带电指示耦合传感器进行校准时，分别获取带电指示耦合传感器的测试点响应电压。

当对第一带电指示耦合传感器的a点进行校准时，分别获取第一带电指示耦合传感器的a点的响应电压u_a1、第二带电指示耦合传感器的b点的响应电压u_b1及第三带电指示耦合传感器的c点的响应电压u_c1；

当对第二带电指示耦合传感器的b点进行校准时，分别获取第一带电指示耦合传感器的a点的响应电压u_a2、第二带电指示耦合传感器的b点的响应电压u_b2及第三带电指示耦合传感器的c点的响应电压u_c2；

当对第三带电指示耦合传感器的c点进行校准时，分别获取第一带电指示耦合传感器的a点的响应电压u_a3、第二带电指示耦合传感器的b点的响应电压u_b3及第三带电指示耦合传感器的c点的响应电压u_c3。

S130：根据所述测试点响应电压分别获取响应电压差值。

当对第一带电指示耦合传感器的a点进行校准时，响应电压差值为：

其中，Δu₁₁、Δu₂₁和Δu₃₁均大于0，且u_a1最大。

当对第二带电指示耦合传感器的b点进行校准时，响应电压差值为：

其中，Δu₁₂小于0，Δu₃₂大于0，且u_b2最大。

当对第三带电指示耦合传感器的c点进行校准时，响应电压差值为：

其中，Δu₁₃、Δu₂₃、Δu₃₃均小于0，且u_c3最大。

S140：当发生局部放电时，在所述带电指示耦合传感器的测试点分别获取局放电压。

当有局部放电发生时，在a、b、c三个局放测试点分别测得电压u_ax、u_bx和u_cx。

S150：根据所述局放电压获取局放电压差值。

所述局放电压差值为：

S160：判断所述局放电压差值与所述带电指示耦合传感器的响应电压差值的正负性，局部放电发生在与所述局放电压差值正负性相同的带电指示耦合传感器的附近位置。

若

与

的结果中正负性相同，则局部放电发生在靠近第一带电指示耦合传感器位置。

若

与

的结果中正负性相同，则局部放电发生在靠近第二带电指示耦合传感器位置。

若

与

的结果中正负性相同，则局部放电发生在靠近第三带电指示耦合传感器位置。

由上述可见，将局放电压差值与各带电指示耦合传感器的响应电压差值相比，其中与哪一组的差值正负性相同，判断局部放电就发生在靠近该校准信号注入的带电指示耦合传感器位置。

在本申请实施例中，所述带电指示耦合传感器的设置个数可以为3但是不限于3；带电指示耦合传感器安装个数应按照所应用***实际进行适当增减；所述带电指示耦合传感器包括高压电容和检测阻抗，所述高压电容和检测阻抗之间设置有局放校准接口和局放测试接口。

实施例1：

参见图3，图3为本申请提供的基于多传感器的局部放电定位方法的另一种运用示意图。

以局部放电点在第二带电指示耦合传感器附近为例，且局部放电点到第一带电指示耦合传感器的距离小于其到第三带电指示耦合传感器的距离，具体局部放电定位过程如下：

在局放定位前，将电压幅值为u₀的校准方波依次将其从第一带电指示耦合传感器、第二带电指示耦合传感器及第三带电指示耦合传感器的校准点注入；

依次记录第一带电指示耦合传感器、第二带电指示耦合传感器及第三带电指示耦合传感器测试点的输出电压响应；

记在传感器1的a点测得电压为u_a1、u_a2、u_a3，传感器2的b点测得电压为u_b1、u_b2、u_b3，传感器3的c点测得电压为u_c1、u_c2、u_c3；

计算各测试点响应电压差值及其变化规律；

校准方波信号从传感器1的a点注入时，响应电压差值为：

其中，Δu₁₁、Δu₂₁和Δu₃₁均大于0，且u_a1最大。

从传感器2的b点注入时，响应电压差值为：

其中，Δu₁₂小于0，Δu₂₂、Δu₃₂大于0，且u_b2最大。

从传感器3的c点注入时，响应电压差值为：

其中，Δu₁₃、Δu₂₃、Δu₃₃均小于0，且u_c3最大。

在a、b、c三个局放测试点分别测得电压u_ax、u_bx和u_cx，计算响应电压差值为：

且Δu_1x小于0，Δu_2x、Δu_3x均大于0，且u_bx最大。

可以看出，Δu₁₂小于0，Δu₂₂、Δu₃₂大于0，且Δu_1x小于0，Δu_2x、Δu_3x均大于0，局放电压差值与第二带电指示耦合传感器的响应电压差值正负性相同，因此局部放电就发生在靠近第二带电指示耦合传感器的位置。

由上述方案可见，本申请提供的基于多传感器的局部放电定位方法中，首先在局部放电定位前，将电压幅值为u₀的校准方波从带电指示耦合传感器的校准点注入对线路进行校准，然后依次获取各带电指示耦合传感器的响应电压差值，然后获取局部放电时的局放电压差值，将局放电压差值与各带电指示耦合传感器的响应电压差值相比，其中与哪一组的差值正负性相同，判断局部放电就发生在靠近该校准信号注入的带电指示耦合传感器位置；本申请基于带电指示耦合传感器的多点校准和测试，利用局部放电脉冲信号通过高压母线传输到各带电指示耦合传感器的衰减特性，各测试点上会测得大小不同的脉冲电压信号，对比局部放电发生时与在线校准时的脉冲电压差分值，可以实现配电线路和设备局部放电的准确检测和快速定位。

由于以上实施方式均是在其他方式之上引用结合进行说明，不同实施例之间均具有相同的部分，本说明书中各个实施例之间相同、相似的部分互相参见即可。在此不再详细阐述。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里发明的公开后，将容易想到本申请的其他实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本申请的真正范围和精神由权利要求的内容指出。

以上所述的本申请实施方式并不构成对本申请保护范围的限定。

Claims (10)

1.一种基于多传感器的局部放电定位方法，其特征在于，包括：

利用电压幅值为u₀的校准方波分别对带电指示耦合传感器校准；

当对带电指示耦合传感器进行校准时，分别获取带电指示耦合传感器的测试点响应电压；

根据所述测试点响应电压分别获取响应电压差值，所述响应电压差值为两个所述带电指示耦合传感器之间的响应电压差值；

当发生局部放电时，在所述带电指示耦合传感器的测试点分别获取局放电压；

根据所述局放电压获取局放电压差值；

判断所述局放电压差值与所述带电指示耦合传感器的响应电压差值的正负性，局部放电发生在与所述局放电压差值正负性相同的带电指示耦合传感器的附近位置。

2.根据权利要求1所述的基于多传感器的局部放电定位方法，其特征在于，所述利用电压幅值为u₀的校准方波分别对带电指示耦合传感器校准，包括：

将电压幅值为u₀的校准方波依次注入第一带电指示耦合传感器的测试点、第二带电指示耦合传感器的测试点及第三带电指示耦合传感器的测试点。

3.根据权利要求1所述的基于多传感器的局部放电定位方法，其特征在于，所述当对带电指示耦合传感器进行校准时，分别获取带电指示耦合传感器的测试点响应电压，包括：

当对第一带电指示耦合传感器的测试点进行校准时，分别获取第一带电指示耦合传感器的测试点的响应电压u_a1、第二带电指示耦合传感器的测试点的响应电压u_b1及第三带电指示耦合传感器的测试点的响应电压u_c1；

当对第二带电指示耦合传感器的测试点进行校准时，分别获取第一带电指示耦合传感器的测试点的响应电压u_a2、第二带电指示耦合传感器的测试点的响应电压u_b2及第三带电指示耦合传感器的测试点的响应电压u_c2；

当对第三带电指示耦合传感器的测试点进行校准时，分别获取第一带电指示耦合传感器的测试点的响应电压u_a3、第二带电指示耦合传感器的测试点的响应电压u_b3及第三带电指示耦合传感器的测试点的响应电压u_c3。

4.根据权利要求3所述的基于多传感器的局部放电定位方法，其特征在于，所述根据所述测试点响应电压分别获取响应电压差值，包括：

当对第一带电指示耦合传感器的测试点进行校准时，响应电压差值为：

当对第二带电指示耦合传感器的测试点进行校准时，响应电压差值为：

当对第三带电指示耦合传感器的测试点进行校准时，响应电压差值为：

5.根据权利要求4所述的基于多传感器的局部放电定位方法，其特征在于，所述当发生局部放电时，在所述带电指示耦合传感器的测试点分别获取局放电压，包括：

当有局部放电发生时，在第一局放测试点、第二局放测试点、第三局放测试点分别测得电压u_ax、u_bx和u_cx。

6.根据权利要求5所述的基于多传感器的局部放电定位方法，其特征在于，所述根据所述局放电压获取局放电压差值，包括：

所述局放电压差值为：

7.根据权利要求6所述的基于多传感器的局部放电定位方法，其特征在于，所述判断所述局放电压差值与所述带电指示耦合传感器的响应电压差值的正负性，局部放电发生在与所述局放电压差值正负性相同的带电指示耦合传感器的附近位置，包括：

若

与

的结果中正负性相同，则局部放电发生在靠近第一带电指示耦合传感器位置。

8.根据权利要求6所述的基于多传感器的局部放电定位方法，其特征在于，所述判断所述局放电压差值与所述带电指示耦合传感器的响应电压差值的正负性，局部放电发生在与所述局放电压差值正负性相同的带电指示耦合传感器的附近位置，包括：

若

与

的结果中正负性相同，则局部放电发生在靠近第二带电指示耦合传感器位置。

9.根据权利要求6所述的基于多传感器的局部放电定位方法，其特征在于，所述判断所述局放电压差值与所述带电指示耦合传感器的响应电压差值的正负性，局部放电发生在与所述局放电压差值正负性相同的带电指示耦合传感器的附近位置，包括：

若

与

的结果中正负性相同，则局部放电发生在靠近第三带电指示耦合传感器位置。

10.根据权利要求1所述的基于多传感器的局部放电定位方法，其特征在于，所述带电指示耦合传感器的设置个数为3；

所述带电指示耦合传感器包括高压电容和检测阻抗，所述高压电容和检测阻抗之间设置有局放校准接口和局放测试接口。

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